Novec 1230
| Novec 1230 | |
|---|---|
  | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
1,1,1,2,2,4,5,5,5-нонафтор-4-(трифторметил)пентан-3-он |
| Традиционные названия | перфтор(2-метил-3-пентанон), перфтор(этил-изопропилкетон), Novec 1230, хладон ПФК-49 |
| Хим. формула | C6F12O |
| Рац. формула | CF3CF2C(O)CF(CF3)2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | жидкое |
| Молярная масса | 316,04 г/моль |
| Плотность | 1,72 г/см³ (1,72 кг/л) |
| Кинематическая вязкость | 0,39 сСт[1] и 0,56 сСт[1] |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | −108 °C |
| • кипения | 49,2 °C |
| • вспышки | Нет °C |
| • воспламенения | Нет °C |
| • самовоспламенения | Нет °C |
| Удельная теплота испарения | 95 кДж/кг |
| Давление пара | 40,4 кПа |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 756-13-8 |
| PubChem | 2782408 |
| Рег. номер EINECS | 436-710-6 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChemSpider | 2062563 |
| Безопасность | |
| ЛД50 | >1200 мг/кг |
| Токсичность | Не токсично |
| NFPA 704 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Novec 1230, «Сухая вода» (фторкетон ФК-5-1-12, хладон ПФК-49) — жидкость без цвета и запаха, хладагент, огнетушащее вещество[2].
Химическая формула — CF3CF2C(O)CF(CF3)2 (перфтор(этил-изопропилкетон), шестиуглеродное вещество, разряд фторированный кетон (названия кетонов R1—CO—R2 по правилам радикально-функциональной номенклатуры строят, перечисляя названия радикалов R1 и R2 в алфавитном порядке перед словом «кетон»).
Запатентован корпорацией 3M в качестве хладагента в ходе изысканий по замене хладона 114 (1,1,2,2-тетрафтордихлорэтана), применение которого наряду с другими хлорсодержащими фреонами было ограничено Монреальским протоколом 1993 года. Впервые представлена в 2004 году.
Свойства
[править | править код]Визуально жидкость похожа на чистую воду и является диэлектриком (не проводит электрический ток), слабо смачивает и не является растворителем — вследствие этого получило название «сухая вода». Вещество в исходном виде нетоксично, имеет крайне низкую растворимость в воде. Слабые молекулярные связи распадаются под действием ультрафиолета.
Не влияет на работающую электронику, не разрушает бумажные документы и художественные произведения. Эти свойства обеспечили применимость Novec 1230 в системах пожаротушения для серверных помещений и другой электроники, библиотек, музеев, архивов.
Экологическая безопасность
[править | править код]Novec 1230 под наименованием «хладон ФК-5-1-12» входит в перечень веществ, для которых в РФ разработаны стандартные нормы и правила их использования на автоматических установках пожаротушения (СП 5.13130.2009[3]).
Компания 3M опубликовала документ по безопасности вещества[4]. Из него следует, что вещество в исходном виде неядовито, имеет крайне низкую растворимость в воде, что не позволяет веществу пройти через клеточные мембраны в организм. Однако обращаться с веществом в открытом виде следует с осторожностью вследствие низкой предельно допустимой концентрации паров (150 ppm, парциальное давление 15 Па) и высокой летучести (парциальное давление насыщенных паров 40 кПа при нормальных условиях). Пары вещества разлагаются в атмосфере под воздействием солнечного света, ультрафиолета или при нагревании с образованием токсичных веществ, в том числе фтороводорода (при взаимодействии с парами воды), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только профессиональной сферой и рекомендует использовать системы сверхраннего и раннего обнаружения пожара во избежание образования высоких температур в помещении. При нагревании Novec 1230 (например, тушении пожара) рекомендуется использовать изолирующие дыхательные аппараты. Также рекомендуется использовать средства защиты кожи при работе с веществом.
В случае срабатывания системы пожаротушения и выпуска пожаротушащего агента в атмосферу, Novec 1230 разрушается в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолета и удаляется из окружающей среды в течение 5 суток. Отсутствует кумулятивный эффект, свойственный хладонам, то есть вещество не сохраняется в атмосфере десятилетиями и, тем более, столетиями. Компанией 3M утверждается, что продукты распада в атмосфере не оказывают влияния на озоновый слой и не создают значимого парникового эффекта. Для сравнения, выпуск установки газового пожаротушения (ГПТ) на основе хладона (348 кг хладона 227), равносилен выбросу в атмосферу 1 008 926 кг CO2, что сравнимо с годовым выбросом СО2 от 211 легковых автомобилей.[источник не указан 573 дня] Выпуск установки ГПТ на основе фторкетонов (401 кг Novec 1230) равносилен выбросу 401 кг CO2 (0,07 машины в год).[неавторитетный источник][5] Его также можно соизмерить с выбросом углекислого газа от жизнедеятельности одной коровы в течение одного месяца.[уточнить]
Синтез
[править | править код]Перфторэтилизопропилкетон синтезируется в две стадии из перфтор-2-метил-2-пентена[6].
На первой стадии перфтор-2-метил-2-пентен эпоксидируется гипохлоритом натрия в водном диглиме с образованием 2,3-эпоксиперфтор-2-метилпентана, выход достигает 93 %.
На второй стадии при нагреве в тетраглиме в присутствии фторида цезия происходит перегруппировка 2,3-эпоксиперфтор-2-метилпентана в перфторэтилизопропилкетон с выходом около 90 %.
Применение
[править | править код]Основное применение Novec 1230 — использование в системах пожаротушения в качестве пожаротушащего вещества. При этом работает комбинация физических и химических свойств. Novec 1230 интенсивно поглощает тепло и подавление пожара осуществляется за счёт эффекта охлаждения (70 %). Также происходит химическая реакция ингибирования пламени (30 %). При этом не снижается концентрация кислорода в помещении (что важно для увеличения времени эвакуации людей из помещения).
Газовое огнетушащее вещество Novec 1230 отличается по своим физико-химическим свойствам от других, поэтому компания 3M ограничивает применение вещества только в одобренных системах, разработанных специально для Novec 1230.
Системы пожаротушения на основе Novec 1230 установлены в Российской государственной библиотеке по искусству, аппаратных и студиях звукозаписи ГАБТ, Главном медиацентре Олимпийских игр в Сочи, на трассе для проведения шоссейно-кольцевых автомобильных гонок серии «Формула 1» в Сочи, в комплексе новых зданий ГМИИ им. Пушкина на Волхонке в Москве, в аппаратных Мариинского театра в Санкт-Петербурге, краеведческом музее (генерала Колчинского) в Коломне, Музее музыкальной культуры им. Глинки в Москве, Российской национальной библиотеке в Санкт-Петербурге, на российских железнодорожных объектах, в центрах обработки данных крупнейших российских телекоммуникационных компаний, архивах и хранилищах банков, торговых и бизнес-центрах, центрах управления полетами аэропортов Внуково, Пулково, Кольцово, Казани и др.
Эвакуация персонала при тушении пожара с помощью Novec 1230 определяется государственным законодательством. Например, в США возможно применение Novec 1230 при персонале[7]. В России также есть такое применение Novec 1230, но оно оформлено специальными техническими условиями и только в случае крайней производственной необходимости. В иных случаях стандарты проектирования в России требуют эвакуации перед срабатыванием системы с любым газовым огнетушащим веществом[8]. Однако при ложном срабатывании системы, в случаях, когда персонал не имеет достаточно времени для эвакуации, Novec 1230 безопасен при пуске системы в присутствии людей.
В последнее время Novec 1230 в микрокапсулированном виде[9][10][11] нашёл активное применение при изготовлении пожаротушащих композиционных материалов, применяемых Samsung SDI для тушения пожаров на ранних стадиях в модульных системах хранения электроэнергии большой ёмкости (ESS) на основе литий-ионных аккумуляторов для солнечных батарей. Так, в августе 2019 Samsung SDI официально заявил о вложении $169 миллионов в систему пожаротушения в виде пожаротушащих композиционных материалов на основе микрокапсулированного Novec 1230 и впоследствии сообщил об успешном прохождении теста UL9540A[12][13].
Также применяется для охлаждения электроники методом погружения[14]. Однако компания-производитель рекомендует для этой цели другие жидкости семейства Novec (Novec 7100, Novec 7000, Novec 7300 и т. д.).
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 https://multimedia.3m.com/mws/media/124688O/3m-novec-1230-fire-protection-fluid.pdf
- ↑ Газовое огнетушащее вещество 3М Novec 1230. Дата обращения: 7 февраля 2021. Архивировано 14 февраля 2021 года.
- ↑ Изменения №1 в СП5.13130.2009 от 20.06.2011 г. Дата обращения: 1 мая 2013. Архивировано 14 мая 2013 года.
- ↑ MATERIAL SAFETY DATA SHEET 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid FK-5-1-12. Дата обращения: 7 ноября 2013. Архивировано 11 ноября 2013 года.
- ↑ Сухая вода Novec 1230 для защиты серверных и не только. Дата обращения: 23 апреля 2014. Архивировано 14 мая 2014 года.
- ↑ Kolenko, I. P.; T. I. Filyakova, A. Ya Zapevalov, É P. Lur'e. Fluoroolefin oxides. 1. A new method of synthesis of perfluorinated epoxyalkanes (англ.) // Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR, Division of chemical science : journal. — 1979. — 1 November (vol. 28, no. 11). — P. 2323—2326. — ISSN 1573-9171 0568-5230, 1573-9171. — doi:10.1007/BF00951707. Архивировано 16 ноября 2017 года.
- ↑ Источник. Дата обращения: 12 февраля 2021. Архивировано 14 декабря 2020 года.
- ↑ Статья 112. Требования к автоматическим установкам газового пожаротушения / КонсультантПлюс. Дата обращения: 12 февраля 2021. Архивировано 2 марта 2018 года.
- ↑ KIPRIS Detail View. kipris. Дата обращения: 22 июня 2020. Архивировано 24 июня 2020 года.
- ↑ Espacenet – search results. worldwide.espacenet.com. Дата обращения: 14 октября 2020. Архивировано 19 октября 2020 года.
- ↑ KIPRIS Detail View. kipris. Дата обращения: 14 октября 2020. Архивировано 17 октября 2020 года.
- ↑ The Korea Herald. [From the Scene] Samsung SDI demonstrates fire-safe ESS (англ.). www.koreaherald.com (24 октября 2019). Дата обращения: 16 марта 2020. Архивировано 18 февраля 2020 года.
- ↑ Sertsova Alexandra, Krasilnikov Sergei, Sang-Sup Lee, Jong-Sang Kim. The Effect of Epoxy Resin on the Properties of Encapsulated Fire Extinguishing Agent (англ.) // Fire Science and Engineering. — 2019-10-31. — Т. 33, вып. 5. — С. 19–27. — ISSN 2508-6804 1738-7167, 2508-6804. — doi:10.7731/KIFSE.2019.33.5.019. Архивировано 7 февраля 2020 года.
- ↑ Охлаждение погружением, серверы «под водой»: Immersion-2 для 3M Novec обеспечил волшебные результаты, применение на практике в Гонконге. Дата обращения: 16 мая 2017. Архивировано 27 октября 2017 года.